HUKUM HENRY: PERSAMAAN, DEVIASI, APLIKASI - KIMIA - 2025

Hukum Henry menyatakan bahwa pada suhu konstan, jumlah gas terlarut dalam cairan berbanding lurus dengan tekanan parsial pada permukaan cairan.

Itu didalilkan pada tahun 1803 oleh fisikawan dan kimiawan Inggris William Henry. Hukumnya juga dapat diartikan sebagai berikut: jika tekanan pada zat cair dinaikkan, semakin besar jumlah gas yang terlarut di dalamnya.

Di sini gas dianggap sebagai zat terlarut dari larutan. Tidak seperti zat terlarut padat, suhu memiliki efek negatif pada kelarutannya. Dengan demikian, dengan meningkatnya suhu, gas cenderung lebih mudah keluar dari cairan ke permukaan.

Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa kenaikan suhu memberikan kontribusi energi pada molekul gas, yang saling bertabrakan membentuk gelembung (gambar atas). Gelembung ini kemudian mengatasi tekanan luar dan keluar dari sinus cairan.

Jika tekanan luar sangat tinggi, dan cairan tetap dingin, gelembung-gelembung akan larut dan hanya beberapa molekul gas yang akan "melayang" di permukaan.

Persamaan Hukum Henry

Hal tersebut dapat diungkapkan dengan persamaan berikut:

P = K _H ∙ C

Dimana P adalah tekanan parsial dari gas terlarut; C adalah konsentrasi gas; dan K _H adalah konstanta Henry.

Perlu dipahami bahwa tekanan parsial suatu gas adalah yang diberikan secara individual oleh suatu spesies dari sisa campuran gas total. Dan tekanan total tidak lebih dari jumlah semua tekanan parsial (Hukum Dalton):

P _Jumlah = P ₁ + P ₂ + P ₃ +… + P _n

Jumlah spesies gas yang menyusun campuran diwakili oleh n. Misalnya, jika ada uap air dan CO ₂ di permukaan zat cair , n sama dengan 2.

Deviasi

Untuk gas yang sulit larut dalam cairan, solusinya mendekati ideal, sesuai dengan hukum Henry untuk zat terlarut.

Namun, ketika tekanan tinggi, ada penyimpangan sehubungan dengan Henry, karena larutan berhenti berperilaku sebagai pengencer yang ideal.

Apa artinya? Interaksi zat terlarut-zat terlarut dan zat terlarut-zat terlarut mulai memiliki efeknya sendiri. Ketika larutan sangat encer, molekul gas "secara eksklusif" dikelilingi oleh pelarut, mengabaikan kemungkinan pertemuan di antara mereka sendiri.

Oleh karena itu, ketika larutan tidak lagi terdilusi secara ideal, hilangnya perilaku linier diamati pada grafik P _i vs X _i .

Kesimpulan dari aspek ini: Hukum Henry menentukan tekanan uap zat terlarut dalam larutan encer yang ideal. Sedangkan untuk pelarut berlaku hukum Raoult:

P _A = X _A ∙ P _A ^*

Kelarutan gas dalam cairan

Ketika gas larut dengan baik dalam cairan, seperti gula dalam air, tidak dapat dibedakan dari lingkungan, sehingga membentuk larutan yang homogen. Dengan kata lain: tidak ada gelembung yang diamati dalam cairan (atau kristal gula).

Namun, solvasi molekul gas yang efisien bergantung pada beberapa variabel seperti: suhu cairan, tekanan yang mempengaruhinya, dan sifat kimiawi molekul-molekul ini dibandingkan dengan cairan.

Jika tekanan luar sangat tinggi, kemungkinan gas menembus permukaan cairan meningkat. Dan di sisi lain, molekul gas terlarut merasa lebih sulit untuk mengatasi tekanan datang ke luar.

Jika sistem gas cair berada di bawah agitasi (seperti di laut dan di pompa udara di dalam tangki ikan), penyerapan gas lebih disukai.

Dan bagaimana sifat pelarut mempengaruhi penyerapan gas? Jika ini polar, seperti air, ia akan menunjukkan afinitas terhadap zat terlarut polar, yaitu gas yang memiliki momen dipol permanen. Sedangkan jika apolar, seperti hidrokarbon atau lemak, akan lebih menyukai molekul gas apolar.

Misalnya, amonia (NH ₃ ) adalah gas yang sangat larut dalam air akibat interaksi ikatan hidrogen. Sedangkan hidrogen (H ₂ ) yang molekul kecilnya adalah apolar, berinteraksi lemah dengan air.

Juga, bergantung pada keadaan proses penyerapan gas dalam cairan, keadaan berikut dapat ditetapkan di dalamnya:

Tak jenuh

Cairan tidak jenuh jika mampu melarutkan lebih banyak gas. Ini karena tekanan eksternal lebih besar dari tekanan internal zat cair.

Jenuh

Cairan membentuk kesetimbangan dalam kelarutan gas, yang berarti bahwa gas keluar dengan kecepatan yang sama saat memasuki cairan.

Hal ini juga dapat dilihat sebagai berikut: jika tiga molekul gas lepas ke udara, tiga lainnya akan kembali menjadi cairan pada saat yang bersamaan.

Terlalu jenuh

Cairan itu jenuh dengan gas ketika tekanan internalnya lebih tinggi dari tekanan eksternal. Dan, dengan sedikit perubahan dalam sistem, sistem ini akan melepaskan gas terlarut berlebih sampai kesetimbangan pulih.

Aplikasi

- Hukum Henry dapat diterapkan untuk menghitung penyerapan gas inert (nitrogen, helium, argon, dll.) Di berbagai jaringan tubuh manusia, dan bersama dengan teori Haldane menjadi dasar tabel dekompresi.

- Aplikasi penting adalah saturasi gas dalam darah. Ketika darah tidak jenuh, gas akan larut di dalamnya, hingga menjadi jenuh dan lebih berhenti larut. Setelah ini terjadi, gas yang terlarut dalam darah mengalir ke udara.

- Gasifikasi minuman ringan merupakan contoh penerapan hukum Henry. Minuman ringan memiliki CO _{2 yang} terlarut di bawah tekanan tinggi, sehingga menjaga setiap komponen gabungan yang membentuknya; dan sebagai tambahan, ini mempertahankan rasa khas lebih lama.

Saat botol soda dibuka, tekanan di atas cairan berkurang, melepaskan tekanan secara instan.

Karena tekanan pada zat cair sekarang lebih rendah, kelarutan CO ₂ turun dan keluar ke lingkungan (dapat terlihat pada munculnya gelembung dari dasar).

- Saat penyelam turun ke kedalaman yang lebih dalam, nitrogen yang dihirup tidak dapat keluar karena tekanan eksternal mencegahnya, larut dalam darah individu.

Ketika penyelam naik dengan cepat ke permukaan, di mana tekanan luar turun lagi, nitrogen mulai menggelembung ke dalam darah.

Ini menyebabkan apa yang disebut penyakit dekompresi. Karena alasan inilah para penyelam dituntut untuk naik secara perlahan, agar nitrogen keluar lebih lambat dari darah.

- Studi efek dari penurunan molekul oksigen (O ₂ ) dilarutkan dalam darah dan jaringan dari pendaki gunung atau praktisi kegiatan yang melibatkan berkepanjangan tinggal di dataran tinggi, serta di penduduk tempat yang cukup tinggi.

- Penelitian dan peningkatan metode yang digunakan untuk menghindari bencana alam yang dapat disebabkan oleh adanya gas yang terlarut dalam kumpulan besar air yang dapat dilepaskan dengan keras.

Contoh

Hukum Henry hanya berlaku jika molekul berada dalam kesetimbangan. Berikut beberapa contohnya:

- Dalam pelarutan oksigen (O ₂ ) dalam cairan darah, molekul ini dianggap sulit larut dalam air, meskipun kelarutannya meningkat pesat karena tingginya kandungan hemoglobin di dalamnya. Dengan demikian, setiap molekul hemoglobin dapat mengikat empat molekul oksigen yang dilepaskan di jaringan untuk digunakan dalam metabolisme.

- Pada tahun 1986, tercatat awan tebal karbondioksida yang tiba-tiba keluar dari Danau Nyos (terletak di Kamerun), mencekik sekitar 1.700 orang dan sejumlah besar hewan, yang dijelaskan oleh undang-undang ini.

- Kelarutan yang dimanifestasikan gas tertentu dalam spesi cairan cenderung meningkat dengan meningkatnya tekanan gas tersebut, meskipun pada tekanan tinggi terdapat pengecualian tertentu, seperti molekul nitrogen (N ₂ ).

- Hukum Henry tidak berlaku jika ada reaksi kimia antara zat yang bertindak sebagai zat terlarut dan zat yang bertindak sebagai pelarut; seperti kasus elektrolit, seperti asam klorida (HCl).

Referensi

1. Crockford, HD, Knight Samuel B. (1974). Dasar-dasar fisikaokimia. (Edisi ke-6). Editorial CECSA, Meksiko. P 111-119.
2. Para editor Encyclopaedia Britannica. (2018). Hukum Henry. Diperoleh pada 10 Mei 2018, dari: britannica.com
3. Byju. (2018). Apa hukum Henry?. Diperoleh pada 10 Mei 2018, dari: byjus.com
4. Leisurepro & Aquaviews. (2018). Hukum Henry Diperoleh pada 10 Mei 2018, dari: leisurepro.com
5. Yayasan Annenberg. (2017). Bagian 7: Hukum Henry. Diperoleh pada 10 Mei 2018, dari: learner.org
6. Monica Gonzalez. (25 April 2011). Hukum Henry. Diperoleh pada 10 Mei 2018, dari: quimica.laguia2000.com
7. Ian Myles. (24 Juli 2009). Penyelam. . Diperoleh pada 10 Mei 2018, dari: flickr.com